用于防止隨機(jī)提前點(diǎn)火的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)包括隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊和燃料控制模塊。隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。燃料控制模塊在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
【專利說明】用于防止隨機(jī)提前點(diǎn)火的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于防止隨機(jī)提前點(diǎn)火的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]這里提供的【背景技術(shù)】描述用于總體上介紹本公開的背景。當(dāng)前所署名發(fā)明人的在本【背景技術(shù)】部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申請(qǐng)時(shí)可能還不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既非明示地也非暗示地被承認(rèn)為是本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在氣缸內(nèi)燃燒空氣和燃料混合物來驅(qū)動(dòng)活塞，其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流經(jīng)由節(jié)流閥得到調(diào)節(jié)。更具體地，節(jié)流閥調(diào)節(jié)節(jié)流面積，其增加或減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流。隨著節(jié)流面積增加，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)燃料被噴射的速率，來向氣缸提供所需的空氣/燃料混合物，和/或?qū)崿F(xiàn)所需的扭矩輸出。增加向氣缸提供的空氣和燃料的量會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。
[0004]在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花引發(fā)被提供至氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸中的壓縮燃燒被提供至氣缸的空氣/燃料混合物。火花正時(shí)和空氣流可能是用于調(diào)節(jié)火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制，而燃料流可能是用于調(diào)節(jié)壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制。
[0005]增壓發(fā)動(dòng)機(jī)包括增壓裝置，比如渦輪增壓器或增壓器，其將加壓空氣提供至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管。加壓空氣增加發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，其對(duì)于被提供至氣缸的給定量的空氣和燃料增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。在這點(diǎn)上，增壓裝置可以被使用來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出和/或提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0006]當(dāng)氣缸中的空氣/燃料混合物被除了火花之外的其它點(diǎn)火源點(diǎn)燃時(shí)，在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生提前點(diǎn)火。提前點(diǎn)火可能導(dǎo)致噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)損壞，并且甚至可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失效。在一個(gè)或多個(gè)氣缸中在周期性基礎(chǔ)上(例如，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)一次)發(fā)生規(guī)則提前點(diǎn)火。隨機(jī)提前點(diǎn)火隨機(jī)地發(fā)生。規(guī)則提前點(diǎn)火可能在某些發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況下重復(fù)地發(fā)生，而隨機(jī)提前點(diǎn)火可能是較少可重復(fù)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)包括隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊和燃料控制模塊。隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。燃料控制模塊在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
[0008]本發(fā)明還提供以下技術(shù)方案:
1.一種系統(tǒng)，包括:
隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊，其確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；和
燃料控制模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。[0009]2.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)達(dá)第一周期時(shí)，所述燃料控制模塊增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
[0010]3.如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第一狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大于第一速度時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]4.如技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第二狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
[0012]5.如技術(shù)方案4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力大于第一壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷。
[0013]6.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，所述燃料控制模塊將空氣/燃料比調(diào)節(jié)至處于10:1到12:1之間的范圍內(nèi)的第一空氣/燃料比。
[0014]7.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊為發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行N次燃料噴射脈沖，其中N是大于一的整數(shù)。
[0015]8.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射正時(shí)提前。
[0016]9.如技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，燃料控制模塊將燃料噴射正時(shí)提前達(dá)與發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸旋轉(zhuǎn)量相對(duì)應(yīng)的量即40度?50度。
[0017]10.如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中:
所述隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊在發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷處于預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；并且
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊為發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行N次燃料噴射脈沖、并將發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射正時(shí)提前，其中N是大于一的整數(shù)。
[0018]11.一種方法，包括:
確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；以及 在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
[0019]12.如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)達(dá)第一周期時(shí)，增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
[0020]13.如技術(shù)方案12所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第一狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大于第一速度時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
[0021]14.如技術(shù)方案13所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第二狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]15.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力大于第一壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷。
[0023]16.如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將空氣/燃料比調(diào)節(jié)至處于10:1到12:1之間的范圍內(nèi)的第一空氣/燃料比。
[0024]17.如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行N次燃料噴射脈沖，其中N是大于一的整數(shù)。
[0025]18.如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射正時(shí)提前。
[0026]19.如技術(shù)方案18所述的方法，進(jìn)一步包括:將燃料噴射正時(shí)提前達(dá)與發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸旋轉(zhuǎn)量相對(duì)應(yīng)的量即40度?50度。
[0027]20.如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括:
在發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷處于預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；并且
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行N次燃料噴射脈沖、并將發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射正時(shí)提前，其中N是大于一的整數(shù)。
[0028]從以下提供的詳細(xì)描述中，本公開的適用性的再一些領(lǐng)域?qū)⒆兊们宄髁?。?yīng)該明白的是:詳細(xì)描述和具體示例僅用于例示目的，而并非旨在限制本公開的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]從詳細(xì)描述和附圖中，本公開將被更全面地理解，所述附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的原理的一示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；
圖2是根據(jù)本公開的原理的一示例控制系統(tǒng)的功能框圖；并且 圖3是示出了根據(jù)本公開的原理的一示例控制方法的流程圖。
[0030]在附圖中，附圖標(biāo)記可以被再使用來標(biāo)識(shí)類似和/或相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0031]隨機(jī)提前點(diǎn)火通常發(fā)生在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在高扭矩受到長(zhǎng)期的穩(wěn)態(tài)操作時(shí)(例如，以55?70英里每小時(shí)或者更大的交通工具速度達(dá)10?15分鐘)。根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，從而指示隨機(jī)提前點(diǎn)火有可能發(fā)生。當(dāng)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)被滿足時(shí)，系統(tǒng)和方法調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作來防止隨機(jī)提前點(diǎn)火。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和載荷處于預(yù)定速度和載荷范圍內(nèi)時(shí)，預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)可能被滿足?？梢酝ㄟ^增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比、對(duì)每次燃燒事件執(zhí)行多次燃料噴射脈沖和/或?qū)⑷剂蠂娚湔龝r(shí)提前，來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。
[0032]參考圖1，一示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，其燃燒空氣/燃料混合物來基于駕駛員輸入為交通工具產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝馔ㄟ^進(jìn)氣系統(tǒng)108被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)102中。進(jìn)氣系統(tǒng)108包括進(jìn)氣歧管110和節(jié)流閥112。節(jié)流閥112可以包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 114控制節(jié)流致動(dòng)器模塊116，其調(diào)節(jié)節(jié)流閥112的開度來控制被吸引到進(jìn)氣歧管110中的空氣的量。
[0033]來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括多個(gè)氣缸，但是出于圖示目的，只示出了單個(gè)代表氣缸118。僅用于示例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12個(gè)氣缸。ECM 114可以指示氣缸致動(dòng)器模塊120來選擇性地停用一部分氣缸，其在某些發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況下可以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0034]發(fā)動(dòng)機(jī)102可以使用四沖程循環(huán)進(jìn)行操作。下面描述的四沖程即為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每次回轉(zhuǎn)期間，四沖程中的兩個(gè)發(fā)生在氣缸118內(nèi)。因此，氣缸118需要兩次曲軸回轉(zhuǎn)來經(jīng)歷所有四個(gè)沖程。
[0035]在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣閥122被吸引到氣缸118中。ECM 114控制燃料致動(dòng)器模塊124，其調(diào)節(jié)燃料噴射來實(shí)現(xiàn)所需的空氣/燃料比。燃料可以在中心位置處或在多個(gè)位置處比如在氣缸中的每個(gè)的進(jìn)氣閥122附近被噴射到進(jìn)氣歧管110中。在多個(gè)不同實(shí)施方式(未不出)中，燃料可以被直接地噴射到氣缸中或到與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動(dòng)器模塊124可以停止向被停用的氣缸噴射燃料。
[0036]被噴射的燃料與空氣混合，并在氣缸118中形成空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102被描繪為火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126基于來自ECM 114的信號(hào)為氣缸118中的火花塞128通電，其點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。可以相對(duì)于活塞處于其被稱為上死點(diǎn)(TDC)的最高位置時(shí)的時(shí)間來指定火花的正時(shí)。
[0037]火花致動(dòng)器模塊126可以由指定在離TDC多遠(yuǎn)之前或之后生成火花的定時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)榛钊恢门c曲軸旋轉(zhuǎn)直接地有關(guān)，所以火花致動(dòng)器模塊126的操作可以與曲軸角度同步。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，火花致動(dòng)器模塊126可以停止向被停用的氣缸提供火花。
[0038]生成火花可以被稱為引燃事件。火花致動(dòng)器模塊126可以具有用以為每個(gè)引燃事件改變火花的正時(shí)的能力。當(dāng)火花定時(shí)信號(hào)在上一引燃事件與下一引燃事件之間變化時(shí)，火花致動(dòng)器模塊126甚至可以能夠?yàn)橄乱灰际录淖兓鸹ㄕ龝r(shí)。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括多個(gè)氣缸，并且火花致動(dòng)器模塊126可以為發(fā)動(dòng)機(jī)102中的所有氣缸相對(duì)于TDC改變火花正時(shí)達(dá)相同量。
[0039]在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動(dòng)活塞，由此驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可以被定義為活塞到達(dá)TDC與活塞返回至下死點(diǎn)(BDC)時(shí)之間的時(shí)間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上移動(dòng)，并通過排氣閥130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)134從交通工具排出。
[0040]進(jìn)氣閥122可以由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可以由排氣凸輪軸142控制。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可以控制用于氣缸118的多個(gè)進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)，和/或可以控制多個(gè)氣缸組(包括氣缸118)的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可以控制用于氣缸118的多個(gè)排氣閥，和/或可以控制用于多個(gè)氣缸組(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥 130)。
[0041]氣缸致動(dòng)器模塊120可以通過禁止進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130的打開來停用氣缸118。在多個(gè)不同的其它實(shí)施方式中，進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130可以由除了凸輪軸之外的比如電磁致動(dòng)器等裝置控制。
[0042]可以通過進(jìn)氣凸輪相位器148來相對(duì)于活塞TDC改變進(jìn)氣閥122打開時(shí)的時(shí)間?？梢酝ㄟ^排氣凸輪相位器150來相對(duì)于活塞TDC改變排氣閥130打開時(shí)的時(shí)間。相位器致動(dòng)器模塊158可以基于來自ECM 114的信號(hào)來控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當(dāng)被實(shí)施時(shí)，可變閥升程(未示出)也可以由相位器致動(dòng)器模塊158控制。
[0043]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以包括增壓裝置，其向進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣。例如，圖1示出了包括熱渦輪160-1的渦輪增壓器，所述熱渦輪160-1由流動(dòng)通過排氣系統(tǒng)134的熱排氣氣體提供動(dòng)力。渦輪增壓器還包括由渦輪160-1驅(qū)動(dòng)的冷空氣壓縮機(jī)160-2，其壓縮通向節(jié)流閥112中的空氣。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示出)可以壓縮來自節(jié)流閥112的空氣，并將壓縮空氣輸送至進(jìn)氣歧管110。
[0044]廢氣門162可以允許排氣繞過渦輪160-1，由此降低渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮的量)。ECM 114可以經(jīng)由增壓致動(dòng)器模塊164來控制渦輪增壓器。增壓致動(dòng)器模塊164可以通過控制廢氣門162的位置來調(diào)整渦輪增壓器的增壓。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，多個(gè)渦輪增壓器可以由增壓致動(dòng)器模塊164控制。渦輪增壓器可以具有可變幾何結(jié)構(gòu)，其可以由增壓致動(dòng)器模塊164控制。
[0045]中間冷卻器(未示出)可以驅(qū)散包含在壓縮空氣充氣中的熱的一部分，其是在空氣被壓縮時(shí)生成的。壓縮空氣充氣還可以具有來自排氣系統(tǒng)134的部件的吸收熱。盡管出于圖示目的而分離地示出，但是渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2可以附接至彼此，從而將進(jìn)氣空氣置于與熱排氣緊鄰。
[0046]在示出的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括排氣氣體再循環(huán)(EGR)閥170，其將排氣氣體選擇性地重新引導(dǎo)回到進(jìn)氣歧管110。EGR閥170可以位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游。EGR閥170可以由EGR致動(dòng)器模塊172控制。
[0047]可以使用曲軸位置(CKP)傳感器180來測(cè)量曲軸的位置。可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器182來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)，或者位于冷卻劑被循環(huán)的其它位置比如散熱器(未示出)處。
[0048]可以使用歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器184來測(cè)量進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)真空，其為環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力之間的差值。可以使用空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器186來測(cè)量流動(dòng)到進(jìn)氣歧管110中的空氣的質(zhì)量流量(mass flow rate)。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，MAF傳感器186可以位于還包括節(jié)流閥112的殼體中。
[0049]節(jié)流致動(dòng)器模塊116可以使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)流位置傳感器(TPS) 190來監(jiān)測(cè)節(jié)流閥112的位置。可以使用進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器192來測(cè)量被吸引到發(fā)動(dòng)機(jī)102中的空氣的環(huán)境溫度。ECM 114可以使用來自這些傳感器的信號(hào)來做出用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的控制決定。在一個(gè)示例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102在發(fā)動(dòng)機(jī)102容易發(fā)生隨機(jī)提前點(diǎn)火的預(yù)定速度和載荷范圍內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)，ECM 114可以增濃發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣/燃料比。
[0050]參考圖2，ECM 114的一示例實(shí)施方式包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度模塊202、發(fā)動(dòng)機(jī)載荷模塊204、隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊206、燃料控制模塊208、火花控制模塊210和增壓控制模塊212。發(fā)動(dòng)機(jī)速度模塊202確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)速度模塊202可以基于從CKP傳感器180接收到的輸入來確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)速度模塊202可以基于相應(yīng)周期與齒檢測(cè)之間的曲軸旋轉(zhuǎn)的量來確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)速度模塊202輸出發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
[0051]發(fā)動(dòng)機(jī)載荷模塊204確定發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。發(fā)動(dòng)機(jī)載荷模塊204可以基于從MAP傳感器184接收到的輸入來確定發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力可以被用作發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)載荷模塊204輸出發(fā)動(dòng)機(jī)載荷和/或歧管壓力。
[0052]隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊206確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。操作狀況可以包括第一狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于預(yù)定速度(例如，1500轉(zhuǎn)每分)時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。操作狀況可以包括第二狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)載荷大于或等于預(yù)定載荷時(shí)和/或當(dāng)歧管壓力大于或等于預(yù)定壓力(例如，60千帕)時(shí)，滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊206輸出指示發(fā)動(dòng)機(jī)102的操作狀況是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)。
[0053]燃料控制模塊208向燃料致動(dòng)器模塊124發(fā)送信號(hào)，來控制向發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中的燃料噴射?；鸹刂颇K210向火花致動(dòng)器模塊126發(fā)送信號(hào)，來控制發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中的火花生成。增壓控制模塊212向增壓致動(dòng)器模塊164發(fā)送信號(hào)，來控制發(fā)動(dòng)機(jī)102中的增壓。
[0054]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102的操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊208可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)102中的燃料噴射，以便防止隨機(jī)提前點(diǎn)火。例如，當(dāng)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)被滿足時(shí)，燃料控制模塊208可以增濃發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣/燃料比、為每次燃燒事件執(zhí)行多次(例如，兩次或更多次)燃料噴射脈沖、和/或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)102的燃料噴射正時(shí)提前。燃料控制模塊208可以通過將空氣/燃料比從正?？諝?燃料比(例如，14.7:1)調(diào)節(jié)至富空氣/燃料比(例如，在10:1到12:1之間的空氣/燃料比)，來增濃發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣/燃料比。
[0055]當(dāng)為每次燃燒事件執(zhí)行多次燃料噴射脈沖時(shí)，燃料控制模塊208可以確保每次燃料脈沖在火花生成于氣缸中之前被噴射到氣缸中。當(dāng)將燃料噴射正時(shí)提前時(shí)，燃料控制模塊208可以將燃料噴射的起點(diǎn)相對(duì)于燃料噴射的正常起點(diǎn)提前達(dá)預(yù)定量。例如，燃料噴射可以通常開始于TDC之前的40?50度的曲柄角度處，并且燃料控制模塊208可以將燃料噴射的起點(diǎn)相對(duì)于燃料噴射的正常起點(diǎn)提前40?50度。因此，提前的燃料噴射可以開始于TDC之前的80?100度的曲柄角度處。
[0056]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102的操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，火花控制模塊210可以將發(fā)動(dòng)機(jī)102中的火花正時(shí)提前，和/或增壓控制模塊212可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)102中的增壓。降低發(fā)動(dòng)機(jī)102中的增壓可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)102中的隨機(jī)提前點(diǎn)火。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102中的火花正時(shí)被提前時(shí)，增壓控制模塊212可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)102中的增壓，來確保提前的火花正時(shí)不使發(fā)動(dòng)機(jī)102的扭矩輸出超出駕駛員扭矩請(qǐng)求。
[0057]現(xiàn)在參考圖3，一種用于防止發(fā)動(dòng)機(jī)中的隨機(jī)提前點(diǎn)火的方法開始于302處。在304處，所述方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。所述方法可以基于來自曲軸位置傳感器的輸入來確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在306處，所述方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。在多個(gè)不同實(shí)施方式中，所述方法使用發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力作為發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的近似值。
[0058]在308處，所述方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否大于或等于第一速度(例如，1500rpm)。第一速度可以是預(yù)定的。如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于或等于第一速度，所述方法在310處繼續(xù)。否貝1J，所述方法在312處繼續(xù)。在312處，所述方法將計(jì)時(shí)器復(fù)位至零。計(jì)時(shí)器指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度和載荷滿足某一標(biāo)準(zhǔn)多長(zhǎng)時(shí)間。
[0059]在310處，所述方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)載荷是否大于或等于第一載荷。當(dāng)歧管壓力大于或等于第一壓力(例如，60kPa)時(shí)，所述方法可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)載荷大于或等于第一載荷。第一載荷和/或第一壓力可以是預(yù)定的。如果發(fā)動(dòng)機(jī)載荷大于或等于第一載荷，所述方法在314處繼續(xù)。否則，所述方法在312處繼續(xù)。
[0060]在314處，所述方法遞增計(jì)時(shí)器。在316處，所述方法確定由計(jì)時(shí)器指示的周期是否大于或等于第一周期(例如，10分鐘)。第一周期可以是預(yù)定的。如果由計(jì)時(shí)器指示的周期大于或等于第一周期，則所述方法在318處繼續(xù)。否則，所述方法在302處繼續(xù)。
[0061]在318處，所述方法增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比、對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行多次燃料噴射脈沖、和/或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射正時(shí)提前。所述方法可以通過將空氣/燃料比從正?？諝?燃料比(例如，14.7:1)調(diào)節(jié)至富空氣/燃料比(例如，在10:1到12:1之間的比)，來增濃空氣/燃料比。所述方法可以在火花生成于氣缸中之前在氣缸中噴射多次燃料脈沖。所述方法可以將燃料噴射的起點(diǎn)相對(duì)于燃料噴射的正常起點(diǎn)(例如，在TDC之前的40?50度)提前預(yù)定量(例如，40?50度)。[0062]前面的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的并且決不旨在限制本公開、其應(yīng)用或用途。本公開的廣義教導(dǎo)可以以各種形式實(shí)施。因此，雖然本公開包括特定示例，但是本公開的真正范圍不應(yīng)局限于此，因?yàn)樵谘芯扛綀D、說明書和下面的權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上，其它修改將是顯而易見的。如本文中所使用的，短語(yǔ)A、B和C中的至少一個(gè)應(yīng)當(dāng)被解釋為意指使用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)該明白的是:在不改變本公開的原理的情況下，可以以不同的順序(或同時(shí))執(zhí)行方法內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)步驟。
[0063]在本申請(qǐng)中，包括下面的定義在內(nèi)，術(shù)語(yǔ)模塊(module)可以替換為術(shù)語(yǔ)電路(circuit)。術(shù)語(yǔ)模塊可以指以下各項(xiàng)、是以下各項(xiàng)的一部分、或包括以下各項(xiàng):專用集成電路(ASIC);數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字分立電路；數(shù)字、模擬或混合模擬/數(shù)字集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或組)；存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器(共享、專用或組)；提供所描述功能的其它適當(dāng)?shù)挠布考?；或以上中的部分或全部的組合，比如在單晶片系統(tǒng)(system-on-chip)中。
[0064]如上面所使用的，術(shù)語(yǔ)“代碼”可以包括軟件、固件和/或微代碼，并可以指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。術(shù)語(yǔ)共享處理器包含執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一部分或全部代碼的單個(gè)處理器。術(shù)語(yǔ)處理器組包含執(zhí)行來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一部分或全部代碼的與附加處理器組合的處理器。術(shù)語(yǔ)共享存儲(chǔ)器包含存儲(chǔ)來自多個(gè)模塊的一部分或全部代碼的單個(gè)存儲(chǔ)器。術(shù)語(yǔ)存儲(chǔ)器組包含存儲(chǔ)來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一部分或全部代碼的與附加存儲(chǔ)器組合的存儲(chǔ)器。術(shù)語(yǔ)存儲(chǔ)器可以是術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的子組。術(shù)語(yǔ)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包含通過介質(zhì)傳播的臨時(shí)性電信號(hào)和電磁信號(hào)，因此可以被視為有形的和非臨時(shí)性的。非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例包括非易失性存儲(chǔ)器、易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。
[0065]在本申請(qǐng)中描述的設(shè)備和方法可以通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來被部分地或完全地實(shí)施。計(jì)算機(jī)程序包括被存儲(chǔ)在至少一個(gè)非臨時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可以包括和/或依賴于被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 隨機(jī)提前點(diǎn)火模塊，其確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；和 燃料控制模塊，其在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)達(dá)第一周期時(shí)，所述燃料控制模塊增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第一狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的速度大于第一速度時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況包括第二狀況，其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷時(shí)滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力大于第一壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷大于第一載荷。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，所述燃料控制模塊將空氣/燃料比調(diào)節(jié)至處于10:1到12:1之間的范圍內(nèi)的第一空氣/燃料比。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊為發(fā)動(dòng)機(jī)中的每次燃燒事件執(zhí)行N次燃料噴射脈沖，其中N是大于一的整數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，燃料控制模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射正時(shí)提前。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，燃料控制模塊將燃料噴射正時(shí)提前達(dá)與發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸旋轉(zhuǎn)量相對(duì)應(yīng)的量即40度?50度。
10.一種方法，包括: 確定發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況是否滿足與隨機(jī)提前點(diǎn)火相關(guān)聯(lián)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)；以及 在發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀況滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增濃發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比。
【文檔編號(hào)】F02P5/04GK103967682SQ201410044888
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】D.R.夸皮斯, R.F.哈塔, K.M.盧錢斯基, J.M.奎德特 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司